Deterministic and probabilistic ship pitch prediction using a multi-predictor integration model based on hybrid data preprocessing,reinforcement learning and improved QRNN

The deterministic and probabilistic prediction of ship motion is important for safe navigation and stable real-time operational control of ships at sea. However, the volatility and randomness of ship motion, the non-adaptive nature of single predictors and the poor coverage of quantile regression pose serious challenges to uncertainty prediction, making research in this field limited. In this paper, a multi-predictor integration model based on hybrid data preprocessing, reinforcement learning and improved quantile regression neural network (QRNN) is proposed to explore the deterministic and probabilistic prediction of ship pitch motion. To validate the performance of the proposed multi-predictor integrated prediction model, an experimental study is conducted with three sets of actual ship longitudinal motions during sea trials in the South China Sea. The experimental results indicate that the root mean square errors (RMSEs) of the proposed model of deterministic prediction are 0.0254°, 0.0359°, and 0.0188°, respectively. Taking series #2 as an example, the prediction interval coverage probabilities (PICPs) of the proposed model of probability predictions at 90%, 95%, and 99% confidence levels (CLs) are 0.9400, 0.9800, and 1.0000, respectively. This study signifies that the proposed model can provide trusted deterministic predictions and can effectively quantify the uncertainty of ship pitch motion, which has the potential to provide practical support for ship early warning systems.     

2种灰色模型在矿区地表沉陷预计中的适用性

目前矿区地表单点沉陷动态预计方法主要基于传统的水准测量数据,监测方法单一,成本高,观测点易破坏,不能保证地表形变信息的实时性,且采用灰色模型进行地表沉陷预计时只针对单一模型的应用,没有结合模型自身特点分析其适用性。以袁店二矿7221工作面为试验区域,采用合成孔径雷达差分干涉测量技术监测矿区地表沉陷量,分别建立了描述沉陷量与时间关系的GM(1,1)与灰色Verhulst模型进行地表沉陷量预计,实现了矿区地表沉陷监测与动态预计一体化。通过比较、分析GM(1,1)与灰色Verhulst模型对地表沉陷量的拟合及预计结果,得出了2种灰色模型在矿区地表沉陷预计中的适用性:在矿区开采沉陷开始至活跃前期,若地表单点沉陷量曲线呈近似单峰型,则宜采用GM(1,1)进行短期预计;当矿区地表沉陷进入衰退阶段,单点沉陷量曲线呈平底饱和状态,则宜采用灰色Verhulst模型进行中长期预计。     

深部持续采动诱发断层活化滑移的灰色预测研究

深部持续采动诱发的断层活化滑移过程具有灰色系统的特征。基于某铜矿深部开采诱发断层活化滑移的现场实测数据,构建了GM(1,1)灰色预测模型。通过断层预测滑移量与实测滑移量对比分析,模型具有较高的精度。运用所构建的断层活化滑移灰色预测模型,对未来四期断层滑移量进行了预测,F2断层滑移量增速较快,与现场实际情况吻合。研究成果对于深部复杂采动影响下断层活化滑移量的预测具有重要的意义。     

服装流行色的季节差异及关联性研究

为揭示服装流行色的季节差异及其变化规律,以2012-2019年中国服装流行色定案为研究对象,依据中国色彩标准体系(CNCS)对色彩进行量化,采用统计分析与灰色关联分析,探究季节服装流行色的波动规律与色彩特征。结果表明:服装流行色呈现一定的季节差异,不同色彩存在不同的季节模式,即春夏以高明度、高纯度和暖色系为主,秋冬则会增大低/中明度、低/中纯度和冷色系色彩的使用比例;秋冬服装流行色会受到春夏流行色的影响,但不同色彩的关联度存在差异;秋冬服装流行色的波动较大,春夏服装流行色的波动则比较平缓。     

贮藏温度对青方腐乳生物胺和理化性质的影响

以市售的青方腐乳为原料，研究了开盖后贮藏在不同温度下其生物胺含量、水分活度（Aw）、pH值、氨基酸态氮的动态变化，探讨了生物胺与理化指标之间的相关性。结果显示，青方腐乳在不同温度下贮藏至15 d时总生物胺含量＞1 000 mg/kg，且组胺含量＞100 mg/kg，酪胺含量在贮藏至30 d时（除25 ℃第30天）＞100 mg/kg，均超过了相关标准推荐的限量值；在不同贮藏温度下，青方腐乳水分活度＞0.8，pH变化规律基本一致，在第15天达到最大，4 ℃贮藏时，氨基酸态氮含量随贮藏时间的延长而增大。相关性分析结果表明，理化指标的变化与生物胺存在一定的关系，pH与苯乙胺、尸胺、组胺和亚精胺呈极显著正相关（P＜0.01）。结果表明，为了食用安全，腐乳开盖后应尽量在15 d内食用完。     

机制砂混凝土耐磨性的主要影响因素分析及多因素计算模型

本文研究了砂类型、砂率、石粉含量和抗压强度对机制砂混凝土耐磨性的影响,建立了磨损量的多因素计算模型。结果表明:由于含石粉及具有更高的粗糙度和坚固性,石灰岩与辉绿岩机制砂制备的C30、C40混凝土耐磨性比河砂混凝土提高20%以上;在0.40~0.44范围内选取较低的砂率可获得较优的耐磨性;利用石粉含量为5%~11%(质量分数)的机制砂制备混凝土,石粉含量为9%时可获得最佳的混凝土耐磨性,微观分析表明此时混凝土密实度最佳;通过灰色系统理论确定了耐磨性影响因素的影响程度排序为:砂率R₃>压碎值R₂>粗糙度R₁>抗压强度R₅>石粉含量R₄>0.6;对比验证表明提出的混凝土磨损量多因素计算模型具有较高的预测精度和良好的适用性。     

基于改进灰色-多元回归组合预测模型的燃煤电厂智慧水务研究

以某燃煤电厂水务系统为研究对象，对机组运行参数和水量历史数据进行筛选和关联性分析，根据前期水平衡测试结果，结合响应面分析验证，发现机组负荷、蒸发损失系数、浓缩倍率和循环水温升这四个因素能够对全厂供水量产生关键性影响。基于灰色理论和多元非线性回归分析，分别建立各因素的灰色预测模型GM(1, 1)，再将灰色模型预测值作为自变量输入到多元非线性回归方程中，得到了改进灰色-多元非线性回归组合的供水量预测模型，其模型拟合度R²为0.913且与真实值的平均相对误差为6.9%左右，实现了灰色模型和回归模型优势互补，有效地预测该电厂供水量未来变化；而供水量预测是智慧水务建设的关键所在，是水务管理和智能调度的主要依据，也是实现供水管网漏损和仪表故障报警的重要途径。     

基于灰色关联度的微孔端面机械密封开启力共性影响参数分析

目前微孔端面机械密封采用的几何参数繁多,缺乏明确物理意义。为找出跨孔型的共性几何参数,基于Fluent多相流空化模型,针对矩形孔、菱形孔、椭圆孔端面机械密封,建立密封间隙流体的三维数值计算模型,计算得到144条开启力数据;在分析开启力和几何尺寸之间的关系、额外开启力产生机制的基础上,提出等效长度和等效宽度2个具有物理意义的几何参数;采用灰色关联度分析法,分析和验证等效长度、等效宽度、方向角、面积比对开启力的影响,发现4个因素对3种微孔密封的间隙流体开启力都有影响,但等效长度与等效宽度的影响较方向角、面积比大。     

沥青组成与乳化沥青稳定性的灰熵关联研究

为研究乳化沥青储存稳定性与沥青组成及性质之间的关系,选用四种基质沥青,对其基本性质、四组分组成、元素组成和平均结构单元参数进行了分析。并分析了四种基质沥青制备的乳化沥青的储存稳定性。采用灰熵关联分析研究了乳化沥青储存稳定性与沥青的化学组成及基本性能之间的关系。结果表明:四组分组成中,胶质和沥青质含量是影响乳化沥青储存稳定性的最主要因素,胶质和沥青质含量越高,储存稳定性越好。元素组成中,杂原子含量是影响乳化沥青储存稳定性的最主要因素,杂原子含量越高,稳定性越好。然而,沥青的基本性质和平均结构单元参数与乳化沥青的储存稳定性之间没有明显的相关性。